يقوم المصممون والمهندسون وعلماء الكمبيوتر بإنشاء حلول تحل المشكلات كل يوم. في وحدة Parade Float هذه، سيستخدم الطلاب عملية التصميم الهندسي لحل مشكلة حقيقية. سوف يستكشف الطلاب كيفية تصميم وبناء وترميز موكب آلي مستقل للتنقل عبر متاهة تحاكي عوائق العالم الحقيقي لطريق العرض.

ما هو العرض العائم؟

العرض عبارة عن مجموعة كبيرة أو صغيرة من الأشخاص الذين يسيرون معًا وغالبًا ما يرتدون الأزياء تليها فرق موسيقية وعوامات. A Parade float عبارة عن منصة مزخرفة، إما مبنية على مركبة، أو يتم سحبها خلفها. غالبًا ما تقام المسيرات في يوم عطلة أو لتكريم شخص ما، وعادة ما تكون احتفالًا من نوع ما.

تكرار

يتم تعريف التكرار على أنه فعل أو عملية التكرار.  لأغراضنا، التكرار هو حلقة التصميم الدورية المنهجية التي يتم من خلالها تخطيط المنتجات وتصنيعها واختبارها وتحسينها حتى تحل مشكلة هندسية بشكل فعال. التكرار هو جزء من EDP حيث يتم وضع النماذج الأولية للمنتجات واختبارها وصقلها وإنشاء نماذج أولية مرة أخرى حتى تستوفي المعايير التي وضعها فريق التصميم. التكرار هو تحسين تصميم المنتج الخاص بك.

في هذه الوحدة، سيقوم الطلاب بإحياء التصميم الأول لعربتهم، وسيشاركون في مناقشة حول التصميم وكيفية تحسينه. سيقومون بإجراء التعديلات والاختبار والتحسين مرة أخرى، وتكرار هذه الدورة، أو التكرار، حتى يصبحوا راضين عن التصميم ويلبي متطلبات المشروع.

عملية التصميم الهندسي

سيستخدم الطلاب عملية التصميم الهندسي (EDP) لتصميم وبناء عربة العرض. إن EDP عبارة عن سلسلة من الخطوات التي يتبعها المهندسون للتوصل إلى حلول للمشكلات. في كثير من الأحيان، يتضمن الحل تصميم منتج يلبي معايير معينة أو ينجز مهمة معينة.

يمكن تقسيم EDP إلى الخطوات التالية: التحديد → تطوير الحلول → الأمثل.

• تعريف المشكلات الهندسية يتضمن تحديد المشكلة التي سيتم حلها بأكبر قدر ممكن من الوضوح من حيث معايير النجاح، والقيود أو الحدود.
• تصميم حلول للمشكلات الهندسية يبدأ بتوليد عدد من الحلول الممكنة المختلفة، ثم تقييم الحلول المحتملة لمعرفة أي منها يلبي معايير وقيود المشكلة على أفضل وجه.
• تحسين حل التصميم يتضمن عملية يتم فيها اختبار الحلول وتحسينها بشكل منهجي وتحسين التصميم النهائي من خلال استبدال الميزات الأقل أهمية بتلك الأكثر أهمية.

EDP ​​دوري أو تكراري بطبيعته. إنها عملية صنع واختبار وتحليل وصقل منتج أو عملية. واستنادًا إلى نتائج الاختبار، يتم إنشاء تكرارات جديدة، ويستمر تعديلها حتى يصبح فريق التصميم راضيًا عن النتائج.

في هذه الوحدة، سيستخدم الطلاب برنامج EDP للحلم والتخطيط وبناء عربة استعراضية آلية. بعد البناء الأولي، ستقوم المجموعات باختبار وتحسين تصميم العوامة الخاص بها لتلبية معايير وقيود التصميم.

ما هو الكود الزائف؟

الكود الكاذب هو تدوين مختصر للتشفير يجمع بين الأوصاف اللفظية والمكتوبة للتعليمات البرمجية.

في كثير من الأحيان، يمكن للطلاب "التخمين والتحقق" من طريقهم لإيجاد الحل. ومع ذلك، فإن هذا لا يؤدي إلى بناء فهم مفاهيمي لمفاهيم البرمجة. تساعد كتابة الكود الزائف الطلاب على تجاوز فهم المستوى السطحي للبرمجة، إلى فهم أكثر مفاهيمية. يتطلب الكود الكاذب أن يفكر الطلاب بشكل مفاهيمي حول حل الترميز الخاص بهم قبل البدء في الترميز. يجب على المعلمين مناقشة الكود الزائف مع الطلاب من خلال سؤال الطلاب:

• ماذا يريدون أن يحقق مشروعهم؟
• كيف ستقوم بتقسيم نية أو هدف المشروع إلى عبارات محددة وقصيرة؟

في هذا المثال، إذا طُلب من الطلاب إنشاء رمز زائف لرغبة الروبوت في التحرك للأمام، واكتشاف جدار، والانعطاف يمينًا، ثم التحرك للأمام مرة أخرى، فسيكون كما يلي:

1. قم بقيادة الروبوت للأمام حتى يصبح على بعد 50 ملم من الحائط
2. أوقف الروبوت
3. أدر الروبوت 90 درجة
4. أوقف الروبوت
5. القيادة للأمام 600 ملم 

بمجرد إنشاء الكود الكاذب، سيقوم الطلاب بعد ذلك بإنشاء الكود لإرشاد الروبوت حول كيفية إكمال كل خطوة من الكود الكاذب الخاص بهم بنجاح.

تقسيم

يتضمن التحلل تقسيم المشكلة المعقدة إلى سلوكيات تكون أكثر قابلية للإدارة وأسهل للفهم. إن تقسيم المشكلة إلى أجزاء أصغر يعني أنه يمكن فحص كل جزء بمزيد من التفصيل وحله بسهولة أكبر. على سبيل المثال، إذا أراد الطالب أن يتحرك الروبوت الخاص به في مربع، فسيحتاج إلى تقسيمه إلى أوامر أصغر. يعد تحسين عملية التقسيم أمرًا مهمًا للطلاب للتدرب عليه، حيث قد لا يقومون بتقسيم الأوامر إلى مكونات أصغر في البداية:

التسلسل

التسلسل هو الترتيب المحدد الذي يتم به تنفيذ السلوكيات في خوارزمية، أو مجموعة من التعليمات. يؤدي الإجراء أو الحدث إلى الإجراء المرتب التالي في تسلسل. يعد التسلسل أمرًا مهمًا حتى يتمكن الطلاب من ترميز الروبوتات الخاصة بهم بشكل صحيح.

من أجل إخبار الروبوت بكيفية التحرك بدقة ودقة، هناك حاجة إلى كل من التحلل والتسلسل. أولاً، سيتم تقسيم المشكلة، مثل كيفية التنقل في متاهة، إلى زيادات وسلوكيات أصغر. وبعد ذلك، بمجرد تحديد هذه السلوكيات، يجب تنظيمها في التسلسل الصحيح. وهذا أمر مهم، لأن الروبوت لن يتحرك إلا وفقًا لما تم ترميزه تمامًا.

سيقوم الطلاب بترميز عرضهم الاستعراضي للتنقل عبر متاهة العرض. سيحتاجون إلى تسلسل الأوامر في مشروعهم بحيث يتحرك طفوهم للأمام والخلف واليسار واليمين بالترتيب الصحيح للتنقل في متاهة العرض.

ما هو VEXcode GO؟

VEXcode GO هي بيئة برمجة تُستخدم للتواصل مع روبوتات VEX GO. يستخدم الطلاب واجهة السحب والإفلات لإنشاء مشاريع VEXcode GO التي تتحكم في تصرفات الروبوتات الخاصة بهم. يمكن تحديد غرض كل كتلة باستخدام إشارات مرئية مثل الشكلواللون والملصق.  

سيتم استخدام كتل VEXcode GO التالية في هذه الوحدة:

[Drive for] -  يحرك مجموعة نقل الحركة إما للأمام أو للخلف لمسافة معينة. اختر الاتجاه الذي سيتحرك فيه نظام نقل الحركة، وحدد مدى تحركه عن طريق إدخال قيمة في الشكل البيضاوي.

[اتجه إلى] -  يؤدي إلى تدوير مجموعة نقل الحركة إلى اليسار أو اليمين لعدد معين من الدرجات. اختر الاتجاه الذي سيتجه إليه نظام نقل الحركة، وحدد مدى تحركه عن طريق إدخال عدد من الدرجات في الشكل البيضاوي.

[انتظر] - انتظر فترة زمنية محددة قبل الانتقال إلى الكتلة التالية.

[تعليق] - يسمح للمبرمجين بكتابة معلومات للمساعدة في وصف مشروعهم. التعليقات لا تغير المشروع أو الكتل المحيطة به.

 [Spin ​​for] - سوف يقوم بتدوير المحرك في اتجاه معين لمسافة معينة من مكان تواجده حاليًا.

• افتراضيًا، ستنتظر الكتل الأخرى حتى ينتهي المحرك من التحرك. يمكنك تحديد السهم للتوسيع "ولا تنتظر" - سيؤدي ذلك إلى استمرار تشغيل الكتل الأخرى أثناء تحرك المحرك أو مجموعة المحرك.

للبدء في استخدام VEXcode GO في الفصل الدراسي الخاص بك، قم بتنزيل تطبيق VEX Classroom على جهاز المعلم، ثم اتبع الخطوات الواردة في المقالة استخدام تطبيق VEX Classroom لمعرفة كيفية تحديث البرنامج الثابت لـ GO Brain، وإعادة تسمية GO Brains وتحديد موقعه، و مراقبة بطاريات GO Brains في الفصل الدراسي الخاص بك. لمزيد من المعلومات حول VEXcode GO، قم بزيارة القسم VEXcode GO من مكتبة VEX Robotics VEX.